Номер 3, страница 219 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. Как меняется характер изображения предмета при увеличении расстояния между предметом и линзой?

3. Как меняется характер изображения предмета при увеличении расстояния между предметом и линзой?

Характер изображения, создаваемого линзой, зависит от типа линзы (собирающая или рассеивающая) и от расстояния $d$ от предмета до оптического центра линзы. Рассмотрим оба случая.

Собирающая линза (выпуклая)

Пусть $F$ – фокусное расстояние линзы. Изменение характера изображения при увеличении расстояния $d$ происходит следующим образом:

- Когда предмет находится между линзой и её фокусом ($d < F$), изображение получается мнимым, прямым и увеличенным. С увеличением расстояния $d$ от 0 до $F$ мнимое изображение удаляется от линзы в бесконечность, а его увеличение растет. Такое использование линзы характерно для лупы.

- Когда предмет находится в фокусе линзы ($d = F$), изображение не формируется (лучи после линзы идут параллельным пучком, говорят, что изображение находится в бесконечности).

- Когда предмет находится за фокусом ($d > F$), изображение становится действительным и перевернутым. Его положение и размер меняются так:

-- Если предмет находится между фокусом и двойным фокусом ($F < d < 2F$), изображение увеличенное. При увеличении $d$ оно приближается к линзе (движется из бесконечности к точке $2F$) и его размер уменьшается.

-- Если предмет находится в двойном фокусе ($d = 2F$), изображение получается равным по размеру предмету и находится на расстоянии $2F$ с другой стороны линзы.

-- Если предмет находится за двойным фокусом ($d > 2F$), изображение уменьшенное. При дальнейшем увеличении $d$ изображение продолжает приближаться к линзе, стремясь к фокусу $F$, и его размер продолжает уменьшаться.

Рассеивающая линза (вогнутая)

Рассеивающая линза при любом положении предмета всегда дает мнимое, прямое и уменьшенное изображение, расположенное с той же стороны от линзы, что и предмет. При увеличении расстояния $d$ от предмета до линзы (от 0 до бесконечности) его мнимое изображение перемещается от положения предмета к фокусу линзы, а его размер уменьшается (от размера предмета до точки).

Ответ: Характер изменения изображения зависит от типа линзы. Для собирающей линзы: при увеличении расстояния от предмета ($d$) от 0 до фокусного расстояния ($F$) мнимое, прямое, увеличенное изображение удаляется от линзы; при $d>F$ изображение становится действительным, перевернутым, и по мере увеличения $d$ оно приближается к линзе, а его размер уменьшается (от увеличенного к уменьшенному). Для рассеивающей линзы: при увеличении расстояния от предмета его мнимое, прямое, уменьшенное изображение приближается к фокусу, а его размер уменьшается.

4. В каких оптических приборах используется линза?

Линзы являются основным элементом множества оптических приборов, где они служат для управления световыми лучами: их фокусировки, рассеивания или изменения направления. Вот некоторые примеры приборов, в которых используются линзы:

- Очки и контактные линзы: применяются для коррекции дефектов зрения, таких как близорукость (используются рассеивающие линзы) и дальнозоркость (используются собирающие линзы).

- Лупа: простейший оптический прибор, который представляет собой одну собирающую линзу, используемую для получения увеличенного мнимого изображения мелких предметов.

- Фотоаппарат: его объектив состоит из системы линз, которая формирует действительное, как правило, уменьшенное и перевернутое изображение на светочувствительной матрице или пленке.

- Микроскоп: состоит из двух основных систем линз — объектива и окуляра. Объектив создает увеличенное действительное промежуточное изображение, которое затем рассматривается через окуляр, работающий как лупа, для получения финального, еще более увеличенного мнимого изображения.

- Телескоп-рефрактор: использует систему линз (объектив и окуляр) для наблюдения за сильно удаленными объектами. Длиннофокусный объектив собирает свет и строит изображение, которое затем рассматривается через короткофокусный окуляр.

- Бинокль и подзорная труба: являются разновидностями телескопов для наблюдения за земными объектами. Кроме объектива и окуляра, они содержат оборачивающую систему (из призм или линз) для получения прямого изображения.

- Проектор: использует систему линз для создания увеличенного действительного изображения на удаленном экране.

Ответ: Линзы используются в очках, лупах, фотоаппаратах, микроскопах, телескопах, биноклях, проекторах и многих других оптических устройствах.